不可不知的电子工程常用的6大电子元器件

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一、电阻器

电阻可以说是电路工程中最常用的电子元器件,用R表示,表征导体对

电流的阻碍作用。在电路中的作用主要是分流、限流、分压、偏置等。

电阻的参数识别:常用的是色标法、值标法和数标法。

导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。电阻(Resistance,通常用“R”表示)是一个物理量。不同的导体,电阻一般不同,电阻是导体本身的一种性质。

电阻是描述导体导电性能的物理量,用R表示。电阻由导体两端的电压U

与通过导体的电流I的比值来定义,即:

所以,当导体两端的电压一定时,电阻愈大,通过的电流就愈小;反之,

电阻愈小,通过的电流就愈大。因此,电阻的大小可以用来衡量导体对电流阻

碍作用的强弱,即导电性能的好坏。电阻的量值与导体的材料、形状、体积以

及周围环境等因素有关。

电阻率描述导体导电性能的参数。对于由某种材料制成的柱形均匀导体,

其电阻R与长度L成正比,与横截面积S成反比,即:

式中ρ为比例系数,由导体的材料和周围温度所决定,称为电阻率。它的国际单位制(SI)是欧姆·米。常温下一般金属的电阻率与温度的关系为:

式中ρ

为0℃时的电阻率;α为电阻的温度系数;温度t的单位为摄

氏温度。半导体和绝缘体的电阻率与金属不同,它们与温度之间不是按线性规

律变化的。当温度升高时,它们的电阻率会急剧地减小。呈现出非线性变化的

性质。

常用的是色标法,带有四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两

位数;第三环代表倍率;第四环代表误差。比如说,当四个色环依次是黄、橙、红、金色时,因第三环为红色、阻值范围是几点几kΩ的,按照黄、橙

两色分别代表的数”4″和”3″代入,,则其读数为4.3 kΩ。第环是金色表

示误差为5%。

二、电容器

电容在电路中用来储存电荷和电能,用C表示,电容的主要特性是通交

流隔直流,电容对交流电的阻碍叫做容抗,是电抗的一种(还有一种叫做感抗),容抗的大小与交流电的频率和自身容量有关。电容器在电路中的作用

主要是:耦合、滤波、谐振、旁路、补偿、分频等。

两个相互靠近的导体,中间夹一层不导电的绝缘介质,这就构成了电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时,电容器就会储存电荷。电容器的电容量

在数值上等于一个导电极板上的电荷量与两个极板之间的电压之比。电容器的

电容量的基本单位是法拉(F)。在电路图中通常用字母C表示电容元件。

电容器的参数表示也有直标法、文字和符号组合法、以及色标法。

其型号由四部分组成,当然这不适用于不适用于压敏、可变、真空电容器,依次分别代表名称、材料、分类和序号。

电容器的分类较为复杂,据目前的统计分析,有10种分类方法,具体

的可参见器件手册。

电容器是储存电量和电能(电势能)的元件。一个导体被另一个导体所包围,或者由

一个导体发出的电场线全部终止在另一个导体的导体系,称为电容器。

平行板电容器的电容公式:

其中,U

A -U

B

为两平行板间的电势差,ε

r

为相对介电常数,k为静电力常量,

S为两板正对面积,d为两板间距离。说明:平行板电容器内的电场是匀强电场。

电容与电容器不同。电容为基本物理量,符号C,单位为F(法拉)。通用公式C=Q/U,平行板电容器专用公式:板间电场强度E=U/d。

目前有研究超级电容器,超级电容器是一种电容量可达数千法拉的极大容量电容器,采用双电层原理和活性炭多孔化电极。

各种电容器

三、晶体二极管

是一种半导体器件,具有非线性的伏安特性,用D表示,主要作用是单向导电性。核心部分是一块PN结,广泛应用于各种电子电路中。其类型很多,按照材料有硅管和锗管之分;按照功能,有整流、发光、检波、稳压、开关、续流、旋转、肖特基二极管和硅功率二极管等。按照结构点接触型和平面型之分。前者可以通过小电流、后者通过大电流。

采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结。

由P区引出的电极称为阳极,N区引出的电极称为阴极。因为PN结的单向导电性,二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。

二极管的电路符号如图所示。二极管有两个电极,由P区引出的电极是正极,又叫阳极;由N区引出的电极是负极,又叫阴极。三角箭头方向表示正向电流的方向,二极管的文字符号用VD表示。

二极管的主要参数有最大整流电流IF、最高反向工作电压、反向电流、动态电阻、最高工作频率、电压温度系数等。

二极管的正负二个端子,正端A称为阳极,负端K ;称为阴极,电流只能从阳极向阴极方向移动。很多初学者讲二极管和半导体混为一谈,其实二极管和半导体是完全不同的,只能说二极管是一种半导体器件。

二极管的识别问题:小功率二极管的N极(负极),在二极管外表大多采用一种色圈标出来,有些二极管也用二极管专用符号来表示P极(正极)或N极(负极),也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别,长脚为正,短脚为负。用数字式万用表去测二极管时,红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极,此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值,这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。

四、电感器

将电能转化为磁能存储起来的器件,其结构与变压器类似,电感器又称

扼流器、电抗器、动态电抗器,用L表示。

分类:按照感应方式有自感和互感之分。小电感能直接蚀刻在PCB板上,用一种铺设螺旋轨迹的方法。小值电感也可用以制造晶体管同样的工艺制造

在集成电路中。不管用何种方法,基于实际的约束应用最多的还是一种叫做“旋转子”的电路,它用一个电容和主动元件表现出与电感元件相同的特性。电感器与电容器的特性正好相反,它具有阻止交流电通过而让直流电顺利通

过的特性,叫做通直阻交。

电感器在电路中主要起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用,还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。最常见的作用就是和电

容一起组成LC滤波器。

电感的主要参数包括:电感量、允许误差、品质因数以及分布电容等。

五、晶体三极管

三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是

一种控制电流的半导体器件,是电子电路的核心元件。

三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把

整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排

列方式有PNP和NPN两种。

三极管具有电流放大作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变化量

来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我

们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极

电流的变化也会有一定的改变。

主要参数包括特征频率FT,电压电流、放大倍数、饱和电压、耗散功率等。

三极管可以工作于截止、放大和导通三个状态。三极管最常用就是组成

放大电路,基本放大电路是放大电路中最基本的结构,是构成复杂放大电路

的基本单元。它利用双极型半导体三极管输入电流控制输出电流的特性,或

场效应半导体三极管输入电压控制输出电流的特性,实现信号的放大。在放

大时,要有合适的偏置,也就是说发射结正偏,集电结反偏。输入回路的设

置应当使输入信号耦合到三极管的输入电极,形成变化的基极电流,从而产

生三极管的电流控制关系,变成集电极电流的变化。而输出回路的设置应该